Python编程基础
一、Python语言基本语法
- Python是一个结合了解释性、编译性、互动性和面向对象的高级程序设计语言，结构简单，语法定义清晰。
- Python最具特色的就是使用缩进来表示代码块，不需要使用大括号{}。
- 缩进的空格数是可变的，但是同一个代码块的语句必须包含相同的缩进空格数。
answer = int(input("请输入一个整数："))
if answer == 2:
print("hello,")
print("it's True")
else:
print("sorry,")
print("it's False") 
1、基础数据类型
- Python3中有六个标准的数据类型：Number（数字）、String（字符串）、List（列表）、Tuple（元组）、Set（集合）、Dictionary（字典）。其中，不可变数据类型有：Number、String、Tuple；可变数据类型有：List、Dictionary、Set。
- Python3支持的数字类型有int（整数）、float（浮点数）、bool（布尔型）、complex（复数）四种类型。
2、变量和赋值
- Python 中的变量是不需要声明数据类型的，变量的“类型”是所指的内存中被赋值对象的类型。
- 同一变量可以反复赋值，而且可以是不同类型的变量，这也是Python语言称之为动态语言的原因。
- Python允许同时为多个变量赋值。
brower = 'Google' #字符串类型
brower = 100 #整数类型
brower = 123.45 #浮点数类型
brower = 2 + 3j #复数类型
brower, count, addsum = 'Google', 100, 123.45
print(brower, count, addsum) 
3、操作符和表达式
- 运算符用于执行程序代码运算，会针对一个以上操作数项目来进行运算。
- Python语言支持算术运算符、关系运算符和逻辑运算符。
- 表达式是由操作对象和操作符组成的有意义的式子。
4、字符串
- 字符串被定义为引号之间的字符集合，在Python中，字符串用单引号(’), 双引号("), 三引号(’’’)括起来，且必须配对使用。
- 当Python字符串中有一个反斜杠时表示一个转义序列的开始，称反斜杠为转义符。
字符串的运算
字符串子串可以用分离操作符（[]或者[:]）选取，Python特有的索引规则为：第一个字符的索引是0，后续字符索引依次递增，或者从右向左编号，最后一个字符的索引号为-1，前面的字符依次减1。
下表给出了字符串的常用运算。
字符串的常见方法属性
5、流程控制
1.分支结构：
又称为选择结构，根据判断条件，程序选择执行特定的代码。
Python语言中使用关键字if、elif、else来表示，基本语法格式如下：
if condition：
if-block
[elif condition:
elif-block
else:
else-block] 其中，冒号(:)是语句块开始标记，[ ]内为可选项。另，在python中，当condition的值为False、0、None、””、（）、[]、{}时，会被解释器解释为假(False)。
2. 循环语句
循环结构是指满足一定的条件下，重复执行特定代码块的一种编码结构。Python中，常见的循环结构是for循环和while循环。
（1）while循环
while语句语法格式：
while condition:
while-block 用例：
i = 0
while i < 20:
if i % 3 == 0:
print(i,end= " ")
i = i + 1 
（2）for 循环:
for循环的语句格式：
for v in Seq：
for_block 其中，v是循环变量，Seq是序列类型，涵盖字符串、列表及元组，在每轮循环中，循环变量被设置为序列类型中的当前对象，for_block是循环体，用来完成具体功能。
例：求1+2+3+4+5的值
sum = 0
for i in range(1,6):
sum = sum + i
print("1+2+3+4+5 = %d"%sum) 
二、内建数据结构
在Python中，最基本的数据结构是序列。
序列中的成员有序排列，都可以通过下标偏移量访问到它的一个或几个成员。除了前面已经介绍过的字符串，最常见的序列是列表和元组。
1、列表
- 列表是Python中最具灵活性的有序集合对象类型。和字符串不同的是，列表具有可变长度、异构以及任意嵌套列表的特点。
- 列表是可变对象，支持在原处修改。
列表的常用方法
- L.append(v) ：把元素v添加到列表L的结尾，相当于a[len(a)] = [v]
- L.insert(i,v)：将值v插入到列表L的索引i处
- L.index(x)：返回列表中第一个值为x的元素的索引
- L.remove(v)：从列表L中移除第一次找到的值v
- L.pop([i])：从列表的指定位置删除元素，并将其返回。如果没有指定索引，a.pop()返回最后一个元素。
- L.reverse()：倒排列表中的元素
- L.count(x)：返回x在列表中出现的次数
- L.sort(key=None, reverse=False)：对链表中的元素进行适当的排序。
列表的推导式
列表推导式提供了从序列创建列表的简单途径。通常应用程序将一些操作应用于某个推导序列的每个元素，用其获得的结果作为生成新列表的元素，或者根据确定的判定条件创建子序列
列表推导式示例：
vec = [2, 4, 6, 8, 10]
print([3*x for x in vec])
vec = [2, 4, 6,8,10]
print([3*x for x in vec if x > 6])
vec1 = [2, 4, 6]
vec2 = [4, 3, -9]
print([x*y for x in vec1 for y in vec2 if x*y>0]) 
2、元组
- 元组有很多用途，例如：坐标(x, y)，数据库中的员工记录等等。
- 元组和字符串一样，不可改变，即不能给元组的一个独立的元素赋值。
- 元组和列表看起来不同的一点是：元组用的是圆括号（），而列表用的是方括号[]。
tup = tuple('bar') #创建元组
print('输出元组tup:',tup) #输出元组
nested_tup = (4,5,6),(7,8)
print('输出元组图tup:',nested_tup)#输出元素是元组的元组
print('元组的连接',tup+tuple('wwy'))
a,b,c = tup #元组的拆分
print(a,b,c)
print(tup.count(a)) # 统计某个数值在元组中出现的次数 
3、字典
- 字典，也称映射，是一个由键/值对组成的非排序可变集合体。键值对在字典中以下面的方式标记：
- dict = {key1 : value1, key2 : value2 }
- 键/值对用冒号分割，而各个元素之间用逗号分割，所有元素都包括在花括号中。值得注意的是，字典中的键必须是唯一的，只能使用不可变的对象（比如字符串）来作为字典的键，字典中的键/值对是没有顺序的。
字典的常用方法描述
用例：
scientists = {'Newton' : 1642, 'Darwin' : 1809, 'Turing' : 1912}
print('keys:', scientists.keys()) #返回字典中的所有键
print('values:', scientists.values()) #返回字典中的所有值
print('items:', scientists.items()) #返回所有键值对，形式(键, 值)
print('get:', scientists.get('Curie', 1867)) # get方法
temp = {'Curie' : 1867, 'Hopper' : 1906, 'Franklin' : 1920}
scientists.update(temp) #用字典temp更新字典scientists
print('after update:', scientists)
scientists.clear() # 清空字典
print('after clear:', scientists) 
4、集合
- 集合是一个由唯一元素组成的非排序集合体。
- 集合中的元素没有特定顺序，集合中没有重复项。
- 可以使用大括号{ }或者set()函数创建集合，但是，创建一个空集合必须用 set()，因为{ }是用来创建一个空字典。
set1 = set([0,1,2,3,4])
set2 = set([1,3,5,7,9])
print(set1.issubset(set2))
print(set1.union(set2))
print(set2.difference(set1))
print(set1.issubset(set2)) 
三、函数
- 函数是对程序逻辑进行过程化和结构化的一种方法，函数最大的优点是增强了代码的重用性和可读性。
- Python不但能灵活地定义函数，而且本身内置了很多有用的函数，可以直接调用。
函数定义语法格式如下所示：
def function_name(arguments):
function_block 关于函数定义的说明：
- 函数代码块以 def 关键词开头，后接函数标识符名称和圆括号()；
- function_name是用户自定义的函数名称；
- arguments是零个或多个参数，且任何传入参数必须放在圆括号内；
- 最后必须跟一个冒号 :，函数体从冒号开始，并且缩进；
- function_block实现函数功能的语句块。
lambda函数
Python使用lambda来创建匿名函数,准确地说，lambda只是一个表达式，函数体比def定义的函数简单的多，在lambda表达式中只能封装有限的逻辑。除此之外，lambda函数拥有自己的命名空间，且不能访问自有参数列表之外或全局命名空间里的参数。
例题：假如要编写函数实现计算多项式1+2_x+y2+z_y的值，可以简单的定义一个lambda函数来完成这个功能。
polynominal = lambda x,y,z: 1+2*x+y**2+z*y
polynominal(1,2,3) 
四、文件操作
1、文件处理过程
- 打开文件：open()函数；
- 读取/写入文件：read()、readline()、readlines()、write()等；
- 对读取到的数据进行处理；
- 关闭文件：close()。
对文件操作之前需要用open() 函数打开文件，打开之后将返回一个文件对象（file对象）。open 函数的语法格式如下：file_object = open(file_name [, access_mode = “r”, buffering= -1])
2、数据的读取方法
读取txt文件时指定读取数量
f = open("记事本.txt",mode = 'r')
content = f.read(10) #设置读取内容的长度size
print(content)
f.close()
print(type(content)) 按行读取txt文件
f = open("记事本.txt",mode='r')
content = f.readlines()
print(content)
f.close() 3、读取csv文件
CSV (Comma Separated Values)，即逗号分隔值，也称为字符分隔值，因为分隔符除了逗号，还可以是制表符，是一种常用的文本格式，用以存储表格数据，包括数字或者字符。
CSV文件具有如下特点：
- 纯文本，使用某个字符集，比如ASCII、Unicode或GB2312；
- 以行为单位读取数据，每行一条记录；
- 每条记录被分隔符分隔为字段；
- 每条记录都有同样的字段序列。
Python内置了csv模块，import csv之后就可以读取CSV文件了。
import csv
with open("student.csv", "r") as f:
reader = csv.reader(f)
rows = [row for row in reader]
for item in rows:
print(item) 4、文件写入与关闭
文件的写入
- write() 函数用于向文件中写入指定字符串，同时需要将open函数中文件打开的参数设置为 mode = w。
- write() 是逐次写入，writelines() 可将一个列表中的所有数据一次性写入文件。
- 如果有换行需要，则要在每条数据后增加换行符，同时用“字符串 .join() ”的方法将每个变量数据联合成一个字符串，并增加间隔符 “\t”。
用例：
import csv
content = [['0','hanmei','23','81'],
['1','mayi','18','99']]
f = open("test.csv","w",newline='')#如果不加newline=""，就会出现空行
content_out = csv.writer(f)#生成writer对象存储器
for con in content:
content_out.writerow(con)
f.close() 运行就会生成一个csv文件
打开test.csv文件：
关闭文件
文件操作完毕，一定要关闭文件close()，以便释放资源供其他程序使用。
